KR20210037051A - 실린더라이너 및 그 실린더라이너가 결합된 실린더블록 - Google Patents

실린더라이너 및 그 실린더라이너가 결합된 실린더블록 Download PDF

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조진우
이대웅
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Abstract

본 발명은 실린더블록과 실린더라이너의 결합 구조를 개선하여 엔진 내구성을 확보하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 헤드 개스킷과 면 접촉되는 실린더블록의 단부에 실린더라이너를 향해 확장된 형상으로 확장부가 형성되고; 상기 실린더라이너의 단부에는 상기 확장부와 대응하는 형상의 수용홈부가 형성되어 상기 확장부의 둘레면에 지지되면서 상기 수용홈부와 이어지는 단부의 일부가 상기 헤드 개스킷과 면 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 하는 실린더라이너 및 그 실린더라이너가 결합된 실린더블록이 소개된다.

Description

실린더라이너 및 그 실린더라이너가 결합된 실린더블록{CYLINDER LINER AND CYLINDER BLOCK COMBINED CYLINDER LINER}
본 발명은 실린더블록과 실린더라이너의 결합 구조를 개선하여 엔진 내구성을 확보하는 실린더라이너 및 그 실린더라이너가 결합된 실린더블록에 관한 것이다.
알루미늄 합금으로 제조된 실린더블록의 경우, 실린더 내벽의 마모 현상을 방지하기 위해 실린더보어 내에 주철로 제조된 실린더라이너가 삽입된다.
다만, 실린더블록과 실린더라이너가 이종 재질로 형성됨에 따라 이들의 결합력이 취약한 문제가 있고, 특히 연소압이 높은 고성능 엔진의 경우 실린더블록과 실린더라이너가 만나는 부분 일부에서 크랙이 발생하는 등 내구성에 취약한 문제가 있었다.
이에, 상기한 내구 문제를 해소하면서 실린더블록과 실린더라이너 간의 결합력 확보를 위한 새로운 구조가 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 4512001 B2 KR 10-1051899 B1 KR 10-2017-0109888 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 실린더블록과 실린더라이너의 결합 구조를 개선하여 엔진 내구성을 확보하는 실린더라이너 및 그 실린더라이너가 결합된 실린더블록을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 헤드 개스킷과 면 접촉되는 실린더블록의 단부에 실린더라이너를 향해 확장된 형상으로 확장부가 형성되고; 상기 실린더라이너의 단부에는 상기 확장부와 대응하는 형상의 수용홈부가 형성되어 상기 확장부의 둘레면에 지지되면서 상기 수용홈부와 이어지는 단부의 일부가 상기 헤드 개스킷과 면 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 확장부는, 상기 헤드 개스킷 저면의 돌출비드부가 상기 확장부와 수용부의 경계지점에 위치하게 되는 것을 회피하도록 형성될 수 있다.
상기 확장부는, 상기 헤드 개스킷 저면의 돌출비드부가 상기 실린더블록의 상면 내에 위치하도록 확장 형성될 수 있다.
상기 실린더라이너의 바깥 둘레면에 라이너돌기가 형성되어 상기 라이너돌기가 실린더블록의 안쪽 둘레면에 삽입되는 형상으로 결합되고; 상기 수용홈부의 바깥 둘레면은 상기 라이너돌기가 제외된 형상으로 형성되어 확장부의 안쪽 둘레면에 결합될 수 있다.
상기 수용홈부의 바깥 둘레면에 확장부와 동일 또는 유사 재질의 코팅층이 코팅될 수 있다.
상기 실린더라이너의 바깥 둘레면에 실린더블록과 동일 또는 유사 재질의 코팅층이 코팅될 수 있다.
상기 확장부 및 수용홈부는 사각 단면의 고리 형상으로 형성될 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 확장부가 실린더라이너 상면의 일부만을 덮도록 형성됨으로써, 수용홈부의 측면이 확장부의 측방향 유동을 지지하는 형태가 되고, 이에 실린더블록과 실린더라이너가 만나는 부분에서 크랙이 발생하는 것을 방지하여 엔진 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
더욱이, 확장부를 통해 돌출비드부가 실린더블록의 상면에만 안착됨으로써, 돌출비드부의 눌림에 의해 실린더블록과 실린더라이너의 경계 부분에서의 리크 발생 위험을 방지하는 효과도 있다.
또한, 확장부와 접촉되는 수용홈부의 둘레면에 확장부와 동일 또는 유사 재질의 코팅층을 형성함으로써, 확장부와 수용홈부 간의 접합성능을 향상시켜 실린더블록과 실린더라이너를 더욱 견고하게 결합시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실린더블록에 실린더라이너가 결합된 평면 형상을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A - A선 단면으로, 실린더블록과 실린더라이너의 결합 구조와, 헤드 개스킷의 돌출비드부가 실린더블록에 접촉되는 위치를 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 확장부 및 수용홈부가 적용되지 않은 비교예 구조를 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 결합 구조를 개선한 것으로, 특히 헤드 개스킷(30)이 안착되는 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 상단 부분 형상을 변경하여 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 결합 구조를 개선한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 실린더블록(10)에 형성된 실린더보어 내에 실린더라이너(20)가 구비되고, 상기 실린더블록(10)과 실린더헤드 사이에 헤드 개스킷(30)이 결합되며, 상기 헤드 개스킷(30)과 면 접촉되는 실린더블록(10)의 상단에 실린더라이너(20)를 향해 확장된 형상으로 확장부(11)가 형성된다.
그리고, 상기 실린더라이너(20)의 단부에는 상기 확장부(11)와 대응하는 형상의 수용홈부(21)가 형성되어 상기 확장부(11)의 둘레면에 지지되면서 상기 수용홈부(21)와 이어지는 단부의 일부가 상기 헤드 개스킷(30)과 면 접촉되도록 형성된다.
여기서, 상기 확장부(11) 및 수용홈부(21)는 사각 단면의 고리 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 실린더블록(10)의 상단이 실린더라이너(20)를 향해 확장 형성되어 실린더라이너(20)의 상단을 감싸는 형상으로 형성됨으로써, 상기 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 결합력을 향상시키게 된다.
이에, 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 결합력을 더욱 향상시키기 위해 도 3과 같이 확장부(부호생략)가 실린더라이너(2) 상면을 전체적으로 덮는 형상을 생각해볼 수도 있지만, 이 경우 연소압이 높은 고성능 엔진에 적용시 실린더블록(1)과 실린더라이너(2)가 만나는 상단 경계부분에서 크랙이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 실린더블록(10)에 형성된 확장부(11)가 실린더라이너(20) 상면의 일부만을 덮도록 형성됨으로써, 상기 실린더라이너(20)에 형성된 수용홈부(21)가 확장부(11)를 감싸는 구조가 되고, 이에 상기 수용홈부(21)의 측면이 상기 확장부(11)의 측방향 유동을 지지하는 형태가 된다.
이 같은 구조에 따라, 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)가 만나는 부분에서 크랙이 발생하는 것을 방지하게 됨으로써, 엔진 내구성을 향상시키게 된다.
아울러, 상기 확장부(11)는, 상기 헤드 개스킷(30) 저면에 형성된 돌출비드부(31)가 상기 확장부(11)와 수용부의 경계지점에 위치하게 되는 것을 회피하도록 형성되는 구조가 된다.
예컨대, 본 발명에 적용되는 실린더블록(10)은 알루미늄재에 의해 제조되고, 실린더라이너(20)는 주철재에 의해 제조될 수 있는데, 도 4와 같이 이종 재질인 실린더블록(1)과 실린더라이너(2)의 상면 경계 부분에 헤드 개스킷(3)에 형성된 돌출비드부(3a)가 안착되어 눌려지게 되면 리크 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에서는 상기 헤드 개스킷(30)에 형성된 돌출비드부(31)가 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 경계 지점에 안착되는 것을 회피하는 구조로 확장부(11)를 형성할 수 있게 된다.
바람직한 예시로서, 도 2와 같이, 상기 확장부(11)는, 상기 헤드 개스킷(30) 저면의 돌출비드부(31)가 상기 실린더블록(10)의 상면 내에 위치하도록 확장 형성될 수 있다.
따라서, 돌출비드부(31)가 상기 실린더블록(10)의 상면에만 안착됨으로써, 돌출비드부(31)의 눌림에 의해 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 경계 부분에서 리크가 발생하는 위험을 차단하게 된다.
아울러, 본 발명은 상기 실린더라이너(20)의 바깥 둘레면에 라이너돌기(22)가 형성되어 상기 라이너돌기(22)가 실린더블록(10)의 안쪽 둘레면에 삽입되는 형상으로 결합된다.
그리고, 상기 수용홈부(21)의 바깥 둘레면은 상기 라이너돌기(22)가 제외된 매끈한 형상으로 형성되어 확장부(11)의 안쪽 둘레면에 결합되는 구조가 된다.
즉, 실린더라이너(20)의 외주면에 라이너돌기(22)가 형성되어 실린더블록(10)의 내주면에 삽입됨으로써, 실린더라이너(20)와 실린더블록(10)의 결합력을 향상시키게 된다.
다만, 도 4와 같이 상기 실린더라이너(2)의 상단에 라이너돌기(부호생략)가 형성되어 실린더블록(1)에 삽입되면, 헤드 개스킷(3)에 형성된 돌출비드부(3a)가 라이너돌기 위에 있는 실린더블록(1) 부분을 눌러 해당 실린더블록(1) 부분에 크랙 및 손상이 발생하게 되고, 이에 리크 위험이 높아지는 등 엔진 내구성이 저하되는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 도 2와 같이 실린더라이너(20)의 외주면 중 헤드 개스킷(30)과 가까운 수용홈부(21)의 외주면 둘레에 라이너돌기(22)를 형성하지 않음으로써, 리크 위험을 낮추도록 구성하게 된다.
다만, 상기 수용홈부(21)의 바깥 둘레면에 라이너돌기(22)가 형성되지 않으므로, 상기 수용홈부(21)에는 확장부(11)와의 결합력 향상을 위해 코팅층(40)이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 수용홈부(21)의 바깥 둘레면에 확장부(11)와 동일 또는 유사 재질의 코팅층(40)이 코팅될 수 있다.
즉, 상기 확장부(11)가 실린더블록(10)과 같은 알루미늄재로 형성된 경우, 상기 확장부(11)와 접촉되는 수용홈부(21)의 둘레면에 알루미늄재의 코팅층(40)을 형성하게 됨으로써, 확장부(11)와 수용홈부(21) 간의 접합성능을 향상시키게 된다.
이처럼, 실린더라이너(20)의 외주면 중에서 라이너돌기(22)에 의해 상대적으로 결합력이 높은 부분에는 코팅층(40)을 형성하지 않고, 라이너돌기(22)가 형성되지 않아 상대적으로 결합력이 낮은 부분에만 코팅층(40)을 형성함으로써, 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 접합성능을 확보하면서도 코팅층(40) 축소를 통해 비용을 절감할 수 있다.
물론, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 코팅층(40)은 상기 수용홈부(21) 뿐만 아니라, 실린더라이너(20) 전체에 형성될 수도 있다.
즉, 상기 실린더라이너(20)의 바깥 둘레면에 실린더블록(10)과 동일 또는 유사 재질의 코팅층(40)이 코팅됨으로써, 실린더블록(10)과 실린더라이너(20) 간의 접합성능을 더욱 향상시키게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 확장부(11)가 실린더라이너(20) 상면의 일부만을 덮도록 형성됨으로써, 수용홈부(21)의 측면이 확장부(11)의 측방향 유동을 지지하는 형태가 되고, 이에 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)가 만나는 부분에서 크랙이 발생하는 것을 방지하여 엔진 내구성을 향상시키게 된다.
더욱이, 확장부(11)를 통해 돌출비드부(31)가 실린더블록(10)의 상면에만 안착됨으로써, 돌출비드부(31)의 눌림에 의해 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)의 경계 부분에서의 리크 발생 위험을 방지하게 된다.
또한, 확장부(11)와 접촉되는 수용홈부(21)의 둘레면에 확장부(11)와 동일 또는 유사 재질의 코팅층(40)을 형성함으로써, 확장부(11)와 수용홈부(21) 간의 접합성능을 향상시켜 실린더블록(10)과 실린더라이너(20)를 더욱 견고하게 결합시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 실린더블록
11 : 확장부
20 : 실린더라이너
21 : 수용홈부
22 : 라이너돌기
30 : 헤드 개스킷
31 : 돌출비드부
40 : 코팅층

Claims (8)

  1. 헤드 개스킷과 면 접촉되는 실린더블록의 단부에 실린더라이너를 향해 확장된 형상으로 확장부가 형성되고;
    상기 실린더라이너의 단부에는 상기 확장부와 대응하는 형상의 수용홈부가 형성되어 상기 확장부의 둘레면에 지지되면서 상기 수용홈부와 이어지는 단부의 일부가 상기 헤드 개스킷과 면 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 확장부는,
    상기 헤드 개스킷 저면의 돌출비드부가 상기 확장부와 수용부의 경계지점에 위치하게 되는 것을 회피하도록 형성된 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 확장부는,
    상기 헤드 개스킷 저면의 돌출비드부가 상기 실린더블록의 상면 내에 위치하도록 확장 형성된 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 실린더라이너의 바깥 둘레면에 라이너돌기가 형성되어 상기 라이너돌기가 실린더블록의 안쪽 둘레면에 삽입되는 형상으로 결합되고;
    상기 수용홈부의 바깥 둘레면은 상기 라이너돌기가 제외된 형상으로 형성되어 확장부의 안쪽 둘레면에 결합되는 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수용홈부의 바깥 둘레면에 확장부와 동일 또는 유사 재질의 코팅층이 코팅되는 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 실린더라이너의 바깥 둘레면에 실린더블록과 동일 또는 유사 재질의 코팅층이 코팅되는 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 확장부 및 수용홈부는 사각 단면의 고리 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 실린더라이너.
  8. 헤드 개스킷과 면 접촉되는 실린더블록의 단부에 실린더라이너를 향해 확장된 형상으로 확장부가 형성되고;
    상기 실린더라이너의 단부에는 상기 확장부와 대응하는 형상의 수용홈부가 형성되어 상기 확장부의 둘레면에 지지되면서 상기 수용홈부와 이어지는 단부의 일부가 상기 헤드 개스킷과 면 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 하는 실린더라이너가 결합된 실린더블록.
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